生物物質選擇性檢測的方法和裝置的制作方法

專利名稱：生物物質選擇性檢測的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及致病微生物或生物物質的檢測，更具體而言，用于檢測特別毒性物質的組合生物測定材料、它的制造方法和應用方法，在此，該復合材料對食品包裝等是特別的有用，并且能夠同步檢測和鑒定這樣的生物物質的多樣性。
因此，如果可以用一種具有如下特點的彈性材料容易地替換標準包裝材料，那么一個長期的需求就被滿足了，這種彈性材料可1)快速地和容易地檢測到許多致病生物物質的存在，和2)指明它們特征。在先技術的描述12/10/96的伯克利實驗室研究新聞，在一篇題為“新傳感器提供對毒性大腸桿菌微生物第一次的快速測定”(New Sensor Provides FirstInstant Test for Toxic E.Coli Organism)中報道了Stevens和Cheng開發能夠檢測大腸桿菌菌株0157H7的傳感器的工作。毒性大腸桿菌菌株0157H7微生物的存在可由從藍色到紅色的變色而即時指示。在先技術要求實驗采樣和24小時的培養以確定大腸桿菌微生物的存在，這就要求包括染料和顯微鏡的很多診斷工具的應用。另外一個技術涉及聚合酶鏈反應技術的應用，擴增樣品中的DNA量直到達到一個可檢測的水平。本實驗需要幾個小時才能得到結果。伯克利傳感器不昂貴，并可被放置在很多材料上，如塑料、紙張或玻璃，例如，放在瓶子蓋或容器蓋內。單一分子的多個拷貝被制造進入含有兩部分復合結構的薄膜中。其表面結合生物物質，而表面下的骨架是變色信號系統。
伯克利研究者并沒有想到把傳感器置入食品包裝中去，也沒有想到把能夠檢測和鑒定致病污染源的多種傳感器讓沒有經過技術培訓的終端用戶例如食物的購買者或消費者來使用。
美國專利5,776,672公開一個單鏈核酸探針，它有一個與要探測的基因互補的基本序列，該探針被固定在一種光學纖維表面，然后與變性成為單鏈形式的基因反應。與所述基因雜交的核酸探針通過電化學方法或光學檢測方法檢測。與將要公開的本發明相比較，本參考沒有建議把探針固定在彈性的聚烯烴薄膜上，也沒有建議使用具有不同孔隙度的凝膠涂層作為對照，或作為抗體或微生物物質在生物測定材料中遷移的限制物，或作為促進微生物物質生長的促進介質。
美國專利5,756,291公開了一種鑒定寡聚物序列的方法。本方法產生能夠與血清因子和所有表面分子結合的相似物。在復合物與特異性結合序列而不是寡聚核苷酸混合物的其他分子結合的條件下，靶分子與核苷酸混合物發生復合。本參考沒能建議把相似物固定到彈性聚烯烴基底材料上，也沒能建議應用保護性的凝膠涂層以作為選擇性地控制抗體和抗原遷移的方法，或者作為促進微生物物質生長的介質。
在本發明的一個實施方案中，生物物質檢測系統把含有幾個抗體或相似物的一個圖案印制到包裝材料上，該包裝材料一般是一種聚合物薄膜，優選是聚烯烴薄膜，最優選是經過表面處理的聚乙烯薄膜，表面處理例如是電暈放電以促進薄膜把抗體固定到其表面的能力。通過應用一種特別的抗摩擦凝膠涂層來保護這些作用物，在此，調整孔隙度以控制某些抗體、毒性物質等在其中遷移。每一種抗體對于一種特別的生物物質是特異的，并被印制成不同的圖標形狀。檢測系統可以包括能夠檢測很多普遍的毒性食品微生物的任何數目的抗體；盡管通過在此公開的發明概念可以鑒定任何數目的微生物，但為本發明描述的目的，感興趣的微生物將被限定在大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特菌和環孢菌。
生物物質檢測系統的一個重要特點是它是包括被包裝產品周圍和上面的全部。因為生物物質檢測系統被設計來作為包裝材料中100％的組成部分，并覆蓋所有利用的表面，因此被包裝產品沒有任何部分暴露于未被檢測的微生物下。在過去，單一定位或原位檢測器的應用就把包裝產品周圍和上面的大部分區域暴露于未檢測的微生物下。這就大大增加了已損壞的或已污染的產品在毒性物質擴散到原位檢測器所在的地方之前就在無意中被消費的機會。通過在每單位面積上提供對在待檢測的產品之內的任何病原性微生物都可有效地檢測出陽性的多個單一檢測器的方法，本發明的生物物質檢測系統避免了這樣的問題。為使之是有效的，應要求一定程度的靈敏度，例如，在25克肉樣品中檢測系統應能夠陽性地檢測出一個微生物細胞。在一個優選實施方案中，在每平方英寸的包裝材料面積上應用了四個檢測器，在最優選的實施方案中，在薄膜表面上共嵌入了9個或更多的檢測器。
應用本發明的生物物質檢測系統，包裝者或加工者可獨立地確定被防止污染包裝產品的那些生物物質的多樣性和特征。盡管可以想象由生物物質檢測處理過的包裝的大部分一般都針對大約4種最常見的微生物，然而本系統能準許每個用戶把對公眾提供的保護專用化。
生物物質檢測系統并不僅僅檢測生物物質的存在，它也鑒定定位于包裝產品內的特別的生物物質。這個獨特的特點準許對存在的每一特別的生物物質進行快速鑒定，因為抗體對于具有確定的圖標形狀或其他可鑒定特征的檢測器是特異的。盡管終端用戶主要感興趣于食物產品本身是否被污染，但能夠即時檢測和鑒定特別的生物物質的能力對于商家、加工者、管理者和衛生官員來說都是具有不可估量的價值的。即時鑒定毒性材料的能力將大大減少對可能由生物物質所帶來的健康威脅的反應時間，并增加管理機關定位問題源頭的能力。在正常操作條件下，本發明的生物物質檢測系統的活性保存期超過1年以上。這可促進生物物質檢測系統在希望能夠長時間貯存的產品上的應用。如果這些產品被貯存來應付緊急情況下的應用，那么在產品使用之前能夠確定地測定產品的安全性將是十分有益的。
本發明的生物物質檢測系統的一個特別重要的特點是它可定量地增強試劑的感受度的能力，以此可以在視覺上只鑒定那些達到預定濃度或達到對人體有害的水平的生物物質。
例如，盡管幾乎所有禽肉都含有痕量的沙門氏菌，在大多數情形下，沙門氏菌的濃度并未達到有害水平。生物物質檢測試劑被設計得在視覺上只報告那些其濃度水平達到了管理機構認為是有害的水平的生物物質的例子。
生物物質檢測系統的生產方法被設計得可在不擾亂系統或其操作程序的情況下容易地并入現有系統的包裝基礎結構中。生物物質檢測系統可并入到由包裝者生產的或由薄膜制造商供應的包裝薄膜中。在任何連續過程如印制或輾壓開始時，可容易地定位使用生物物質檢測系統所必需的設備，并可將其作為現有系統的組成部分進行操作。
本發明的生物物質檢測系統代表著全新的包裝材料，它被設計用于告知消費者某些生物物質或病原體在檢測系統內的食物原料或其他原料中的存在。系統可設計得使生物物質的存在可以肉眼可見的明顯的方式呈現給消費者。近來大腸桿菌的蔓延和其他健康危害給一般公眾帶來了嚴重的問題，并引起對食物供應安全性的關注。
本發明的一個目的就是提供一種生物物質檢測系統，以通過檢測和清楚地將可見圖標呈現至未經訓練者的眼前來保護消費者，這些圖標位于包裝材料上，表示在食物或其他原料中達到對人體有害水平的病原菌的存在。
本發明的另一個目的是提供一種生物測定材料，在此，檢測抗原的抗體系統被固定于一種彈性聚烯烴薄膜的表面。
本發明的進一步的目的是提供一種生物物質檢測系統，它的外觀及其用途與傳統包裝材料是如此相似，以致對于食物加工商或其他包裝商來說都不是明顯的。
本發明的進一步的目的是提供一種生物物質檢測系統，當它與傳統包裝材料相比時是節省成本的。
基于附圖描述，本發明的其他目的和優點將變得更加明顯。在圖示中，以說明和舉例的方式提出了本發明的某些實施方案。圖示組成本說明書的一部分，包括本發明的實施例，并對其多個目的和特點進行描述。
圖示的簡單描述

圖1是一個抗體夾心免疫測定裝置的橫斷面說明；圖2是一個單配體測定的橫斷面說明；圖2A是一個包括生色配體的單配體測定的橫斷面說明；圖3是一個顯示單配體測定功能的代表圖；圖4是一個為微生物定量用的包括清除系統的抗體夾心免疫測定的橫斷面說明；圖5和圖6是說明一個夾心測定/清除系統的功能的代表圖；圖7是一個圖標放置和印制例子的平面圖；圖7A是應用于圖標圖案的典型辨別符號的例子；圖8是從實施例2中得到的結果，以例證用單配體處理的聚烯烴薄膜的捕捉靈敏度；圖9是用以表示形成夾心測定工序的裝置簡圖；圖10是用以表示形成單配體測定工序的裝置簡圖。
盡管在理論上可能檢測到在包裝產品中的無限數目的病原體，并把這個信息用非常清晰和明白的方式表達給沒有經過訓練的顧客，但作為一種實際的事物，在生物物質檢測系統中可以開發并可以得到的信息量上還是有限的。一些限制因素是成本、可用于顯示信息的表面積、復雜性和其他考慮。因此，僅為描述目的，在此作為例證的生物物質檢測系統應用4對不同的抗體，正如圖7和7A顯示的。這并不意欲限制可用于單一生物物質檢測系統的抗體數目。如圖7和7A所顯示的，通過下列4種微生物的檢測以例證本發明1.大腸桿菌；2.沙門氏菌；3.李斯特菌；和4.環孢菌。
針對這4種菌的每一種，都設計了一種特別的圖標形狀。盡管可有無限數目的包括字母、數字或即使詞語在內的圖標，我們為顯示的目的選擇了簡單的標識符。作為構建生物物質檢測系統的起始步驟，對外層聚合物薄膜或基底層進行印制程序，把每個都應用特異的固定化捕捉抗體的4種圖標的圖案都印制上去。相應的自由抗體已知為檢測抗體，它們是生物學活性配體，它們以具有能夠識別相同的特殊毒性物質的不同抗原決定簇的能力為特征，把它們懸浮到含有表面活性劑和營養物的瓊脂糖凝膠溶液中，并對準固定化的抗體進行印制，以得到重疊和并列的關系，然后干燥。最后，把含有足夠孔隙度以阻止檢測抗體通過的第二凝膠涂層平鋪到制劑上去。
盡管通過應用抗體檢測生物物質的方法是周知的，在本發明的生物物質檢測系統的開發過程中提出的抗體科學的應用還是有一些新穎和新奇的方面的。
這些方面是1)在單一包裝中應用多種抗體以檢測多種生物物質；2)應用明顯的圖標或其他形狀，以不僅能檢測也可使消費者、賣主、管理者等經視覺鑒定這些生物物質；3)通過控制凝膠涂層的孔隙度，保證在每一個特別的測定中以及時的方式完成對生物物質的檢測和鑒定，因此可通過毛細作用控制反應隨時間進行的速度；4)在特定凝膠涂層中加入添加物以提高存在的微生物水平；5)把本發明的生物物質檢測系統插入到現有的包裝工業基礎結構中；和6)為其生產和應用提供一種生物測定材料和方法，在其應用中，把抗體固定到彈性聚烯烴如一種經過表面處理的聚乙烯、聚丙烯或其混合物的表面上。
上述實施方案是基于在圖1中所描述的夾心免疫測定法，它測量特別的微生物，其中特別的毒性物質是從特別的微生物、含有所說的特別微生物的遺傳特征的生物物質和它們的突變體中選擇而來。在一個具體實施方案中，毒性物質選自微生物、核酸、蛋白質、微生物的組成成分和它們的組合。
也應理解本發明也可通過用一些配體類型直接測定微生物而起作用，可利用的配體類型選自于抗體、單鏈核酸探針、相似物、類脂、天然受體、外源凝集素、碳水化合物和蛋白質。生物物質也可通過非免疫方法而測量，這要使用對生物物質具有高親和力的標記分子，如相似物。
本發明應用多種類型的檢測抗體，例如，那些與染料結合產生視覺線索的抗體；或者是能夠對特殊類型的光照起反應而產生視覺線索的光活性化合物，例如，一個檢測因抗原和抗體結合而可視的發光特性的掃描系統。在此構建方法中，生物物質被一個生物學活性配體直接測定，它誘發構象改變以產生視覺線索，此配體例如是抗體、相似物、核酸探針或其類似物。
也可理解，本發明也可包括特定的多聚物，并且當生物物質與表面結合時，它可在多聚物中產生分子改變，這可產生有顯著色彩的圖標。參見圖2和2A，在另一實施方案中，夾心型的構建并不是必須的。如圖2和2A所描述的，一些類型的生物學活性配體例如與受體結合的生色配體的提供，將容許經視覺證實抗原與固定化抗體的結合。
如圖3所描述，提供了一種聚合物薄膜，并將一種生物學活性配體，優選是生色配體，固定到聚合物薄膜上。在過去，固定化配體被附著于堅硬的載體，如塑料、聚苯乙烯珠、微量滴定板、乳膠珠、纖維、金屬和玻璃表面等。固定化配體也可附著于彈性表面如不透明的硝基纖維素或聚酯薄片。令人驚奇地，本發明人發現可以把生物學活性配體附著到聚烯烴薄片的表面上，它有適當的透明度和彈性，也發現復合材料可作為生物傳感器或測定材料。在印制到反應性聚合物薄膜上之后，把該材料經過一個干燥步驟；把特定凝膠涂層或液體薄膜作為保護層施用之后，接著就干燥最終的產品。
將在本發明中應用的薄膜，是一種含有經處理的表面并嵌入有熒光抗體受體的結構多聚物基底和最終的穩定凝膠涂層的薄膜。這樣制備薄膜首先把薄膜表面進行電子放電處理，然后用熒光抗體受體印制。接著，用干燥和加熱步驟處理薄膜以固定受體。然后，洗滌薄膜以洗去未固定化的受體；用凝膠涂層薄膜，最后干燥。可使用的商業可得的薄膜類型的例子是直鏈聚乙烯薄膜，它經過電子放電處理，以商標SCLAIR銷售。電子放電處理使薄膜更易接受在其表面固定化抗體。其他可應用的薄膜是尼龍66薄膜，例如DARTEK，和可共擠塑的粘性薄膜如BYNEL和BYNEL與聚乙烯薄膜的混合物。
參見圖4-6，生物物質檢測系統的一個最重要的特點是，它能夠定量地使抗體或相似物感受性增強，以經視覺只鑒定已經達到了被認為是對人體有害的濃度水平的那些生物物質。促進感受性的一個方法是引入一個清除抗體，它是一個生物學活性配體，其特征是比捕捉抗體對一些特別的毒性物質具有更高的親和力。用足夠量的清除抗體，以結合特別的毒性物質直到小于等于一個特定的極限濃度。以此方式，捕捉抗體就可被阻止與檢測抗體結合，直到特別的生物物質的濃度超過了特定的極限濃度。以此方式，生物物質檢測系統只經視學報告那些達到被衛生管理機構認為是有害的濃度水平的生物物質。
因為在此描述的生物物質檢測系統可在經過長時間例如1年后還保持其活性，它可以保護有長保存期的產品免于污染。進一步地，通過僅報告毒性濃度，它可避免“假陽性”，并且在一些情況下，能夠延長產品的有用壽命。
參見圖9和圖10，描述了生產生物物質檢測系統的裝置。這些實施方案基本上是印制器、涂布器和干燥器的特定結合，它們用來把生物活性試劑放置到用來包裝食物和其他產品的聚合物薄膜上。這些薄膜將經過進一步的后續處理，通過印制、壓片或等價的制造方法應用于生物物質檢測系統。機器被設計得可以很高的速度傳輸和處理很薄的薄膜。而且，機器被設計得可作為一個附加工序被有效地加入已經在包裝材料制造工廠應用的持續加工操作中。印制機器被設計得可把在水溶液中最少為4種不同的生物學活性配體印制成精確定位于聚合物薄膜上的圖案。印制可通過噴霧或滾筒裝置或其他等價的印制方法完成。每一個印制機可印制最小厚度不大于1/4″×1/4″的詳細圖標。圖案可被計算機或滾筒砑光控制。重要的是，確定應用溶液的合適粘度以成功完成印制、包被和干燥。在印制步驟后，圖標必須被保護。這通過應用一個薄的特定凝膠涂層或薄的液體薄膜而完成。此步驟的最終完成是用全部薄膜100％的涂布完成，或者對每一圖標選擇性地包被以使在圖標之外的所有方向上有10％的重疊。此涂布步驟可用噴霧或滾筒完成，包被材料的粘度一定要最適化以提供足夠的覆蓋率。在印制后，生物物質檢測系統一定要干燥，在涂布后再次干燥。干燥以非常快的速度完成以保證方法的高產出。不同的干燥方法包括應用放射熱、對流空氣和冷凍干燥。必須注意避免干燥溫度使應用的生物試劑失去活性。最優選經電子放電形式如電暈處理進行表面處理的聚合物薄膜。在制備后，以相對高的速度轉移薄膜，以得到沒有皺折的表面進行印制、涂布和卷起。該裝置還提供一個完全回收系統以完全回收試劑和揮發性的有機污染物。
本發明將由下面的實施例進行進一步說明
用2″×3″柵格，以1″的間隙把75μL(150ng)施加于經預處理的聚乙烯薄片上。
在37℃干燥經抗體處理過的聚乙烯薄片1.5小時。
用pH 7.4的磷酸鹽緩沖液洗滌干燥的薄膜3次。
在1％酪蛋白、0.1M鐵氰化鉀K3Fe(CN)6、0.1％磷酸鹽玻璃(Na15P13O40-Na20P18O55)中稀釋與HRP偶聯的山羊抗兔IgG(GαRHRP)到1∶7000的濃度，pH7.4。
用精確的吸管加125μL稀釋的GHRP到以柵格為背的聚乙烯薄膜中，間隔為1″，與被先前RαG所覆蓋的地方重合。
在室溫下溫育所述薄片30分鐘。
然后在pH7.4的磷酸鹽緩沖液中洗滌3次。
在測試區域加入125μL沉淀的TMB酶底物。
在室溫下溫育薄片直到變色完成。
最后，薄膜用去離子水洗3遍并在空氣中干燥。
一個從杜邦得到的13×9厘米經預處理的薄層聚乙烯薄片被插入進具有96個樣品孔的BIO-RAD DOT-SPOT裝置中，它是12×8孔格，間隔是1.0cm。
把100μL兔多克隆IgG樣品(1.0μg)加到第1列的8個孔中的每一個。
在第2-12列中分別是500ng-0.5ng的抗體的連續稀釋液。
在37℃干燥經抗體處理的聚乙烯薄片過夜。
用pH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌干燥的薄膜3次。
在pH7.4的含1％酪蛋白的tris緩沖液(TBS)中把抗原稀釋到終濃度1.0μg/ml。
100μL抗原(代表著100ng)被施加到裝置的每個孔中，并在室溫下溫育1小時。
用pH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌聚乙烯薄片3次。
用pH7.4的含有1％酪蛋白、0.1M鐵氰化鉀K3Fe(CN)6、0.1％磷酸鹽玻璃(Na15P13O40-Na20P18O55)的TBS把檢測抗體小鼠單克隆抗體稀釋到1∶625。
把100μL檢測抗體溶液的1∶625稀釋液加到第1行的每個孔中。
在第2-7行中加入100μL檢測者樣品，它們代表著從1∶1,250到1∶80,000連續稀釋的抗體稀釋液。在室溫下在聚乙烯薄片上溫育檢測抗體的稀釋液1小時。
用pH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌聚乙烯薄片3次。
在DOT-SPOT裝置的每個孔中加入100μL山羊抗小鼠IgGHRP，并在室溫下溫育1小時。
用pH7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌聚乙烯薄片3次。
在測試區域加入100μL沉淀的TMB酶底物。
在室溫下溫育薄片直到變色完成(見圖8)。
最后，薄片用去離子水洗3遍并在空氣中干燥。
可以理解，盡管對本發明的一些形式進行了描述，但并不把本發明限制到在此描述部分的特定形式或特定布置上。對于本領域的熟練人員來說，顯然可在不偏離本發明范圍的情況下進行多種改變，并且本發明也并不被認為僅限制于在本說明書中描述的和在圖示中所顯示的。
權利要求
1.一種用于測定特別的毒性物質存在的生物測定材料，包括一個基底層，其為彈性聚烯烴薄膜，該薄膜表面經過了處理步驟，有效地增強所說薄膜將施加其上的配體固定化的能力；一種捕捉抗體，其為生物學活性配體，其特征是能夠識別特別的毒性物質的抗原決定簇，所說的配體固定在所說的聚烯烴薄膜的所說表面上；第一瓊脂糖凝膠涂層，其覆蓋捕捉抗體，所述的瓊脂糖層對毒性物質是通透性的，并含有促進其增長的成分，所說的層進一步含有檢測抗體，其是特征為能夠識別特別的毒性物質的不同抗原決定簇的生物學活性配體，因而形成一種檢測抗體/抗原復合物；和第二保護性凝膠涂層，其覆蓋檢測抗體，并有一定程度的孔隙度，以使所說的毒性物質可以通過，而使所說的檢測抗體/抗原復合物不能通過，所說的第二保護性凝膠涂層具有一定程度的耐摩擦性以有效地保護生物測定材料。
2.權利要求1的生物測定材料，其中的彈性聚烯烴薄膜是從聚乙烯、聚丙烯和其混和物中選擇而出。
3.權利要求1的生物測定材料，其中聚烯烴薄膜用電暈放電過程進行表面處理。
4.權利要求1的生物測定材料，其中所述的特別的毒性物質是從特別的微生物、含有所說的特別的微生物的遺傳特征的生物物質和其突變體中選擇而出的一種或多種物質。
5.權利要求1的生物測定材料，其中所述的特別的毒性物質是從微生物、核酸、蛋白質、微生物的組成組分和它們的組合中選擇而出。
6.權利要求1的生物測定材料，其中的配體是從抗體、單鏈核酸探針、相似物、類脂、天然受體、外源凝集素、碳水化合物和蛋白質中選擇而出。
7.權利要求1的生物測定材料，進一步包括一種清除抗體，其是特征為具有比捕捉抗體對特別的毒性物質的親和力更高的親和力的生物學活性配體，其中所說的清除抗體以足夠量存在以結合所述的特別的毒性物質，其濃度小于等于特定臨界濃度；由此，捕捉抗體將被阻止與檢測抗體結合，直到所述的特別的生物物質的濃度超過特定的臨界濃度。
8.一種檢測特別的毒性物質存在與否的方法，該方法包括a)提供一基底層，它是一種彈性聚烯烴薄膜，具有經過處理步驟的表面，該處理步驟有效地增強所說薄膜將施加其上的配體固定化的能力；b)提供一種捕捉抗體，它是一種生物學活性配體，其特征是它能夠識別特別的毒性物質的抗原決定簇，所說的配體被固定在所說聚烯烴薄膜的所說表面上；c)提供覆蓋捕捉抗體的第一瓊脂糖凝膠涂層，所說的瓊脂糖層對毒性物質具有通透性，并含有促進毒性物質生長的成分，所說的層進一步包含一種檢測抗體，它是一種生物學活性配體，其特征是它能夠識別所說的特別的毒性物質的不同抗原決定簇；d)提供覆蓋檢測抗體和具有一定程度的孔隙度的第二保護性凝膠涂層，所說孔隙度足以阻止所說的檢測抗體通過；e)把所說的生物測定材料放置到可能含有特別的毒性物質的環境中；和f)監視所說的生物測定材料達足夠長的一段時間，以觀察可證實所述特別的毒性物質存在與否的視覺信號。
9.一種可用于食物包裝的材料，其特征是它可檢測和專門識別一種或多種毒性物質的存在，包括一基底層，其為彈性聚烯烴薄膜，該薄膜表面經過了處理步驟，該處理步驟有效地增強所說薄膜將施加其上的配體固定化的能力；一種捕捉抗體，其是生物學活性配體，其特征是能夠識別特別的毒性物質的抗原決定簇，其中所述的配體固定在所說的聚烯烴薄膜的所說表面上；覆蓋捕捉抗體的第一保護性瓊脂糖凝膠涂層，其中的瓊脂糖層對毒性物質是通透性的；一種檢測抗體，其是特征為能夠識別所述的特別毒性物質的不同抗原決定簇的生物學活性配體，所說檢測抗體覆蓋在所說第一保護性凝膠涂層上；和覆蓋檢測抗體的第二凝膠涂層，具有一定程度的孔隙度，該孔隙度足以阻止所說的檢測抗體通過。
10.權利要求9的材料，其中的彈性聚烯烴薄膜是從聚乙烯、聚丙烯和它們的混合物中選擇而出。
11.權利要求9的材料，其中聚烯烴薄膜用電暈放電過程進行表面處理。
12.權利要求9的材料，其中所述的特別的毒性物質是從特別的微生物、含有所說的特別的微生物的遺傳特征的生物物質和其突變體中選擇而出的一種或多種物質。
13.權利要求9的材料，其中所述的特別的毒性物質是從微生物、核酸、蛋白質、微生物的組成組分和它們的組合中選擇而出。
14.權利要求9的材料，其中所述的配體是從抗體、單鏈核酸探針、相似物、類脂、天然受體、外源凝集素、碳水化合物和蛋白質中選擇而出。
15.權利要求9的材料，進一步包括一種清除抗體，其為特征是具有比捕捉抗體對特別的毒性物質的親和力更高的親和力的生物學活性配體，所說的清除抗體以足夠量存在以結合特別的毒性物質，其濃度小于等于特定臨界濃度；由此將阻止捕捉抗體與檢測抗體結合，直到所述的特別的生物物質的濃度超過特定的臨界濃度。
16.權利要求9的材料，其中一種或多種捕捉抗體被以特別的取向固定到所說聚烯烴薄膜的所說表面上，所說的一種或多種捕捉抗體中的每一種都以一種獨特的形狀為特征；并且相應的一種或多種檢測抗體以與所說的一種或多種捕捉抗體相同的取向施加到所說的第一保護性凝膠涂層的表面上，所說的一種或多種檢測抗體的每一種都以其相應的獨特形狀為特征；由此，一種或多種捕捉抗體和一種或多種相應檢測抗體中的任一種同步地與它們所識別的特別毒性物質結合，結果出現視覺信號，并針對所述的抗體類別都有獨特的形狀；以此，讓觀察者注意到所說的特別的毒性物質的存在和身份。
17.一種檢測特別的毒性物質存在的生物測定材料，包括一基底層，為彈性聚烯烴薄膜，該薄膜表面經過處理步驟，該處理步驟有效地增強所說薄膜將施加其上的配體固定化的能力；固定到薄膜上的生物學活性配體；和作為保護層而應用的凝膠涂層或液體薄膜；由此，特別的毒性物質與生物學活性配體的結合產生視覺信號，它指示所說的特別的毒性物質的存在和身份。
18.權利要求17的生物測定材料，其中所述的生物學活性配體是一種生色配體。
19.權利要求17的生物測定材料，其中基底層是在其上摻入了熒光抗體受體的聚烯烴薄膜；
20.權利要求19的生物測定材料，其中所述的基底層是這樣創造出來的把薄膜表面進行電子放電處理，用熒光抗體受體印制，并干燥或加熱薄膜以固定所說的受體。
21.權利要求17的生物測定材料，其中提供一種清除抗體，它是一種以比固定化配體對特別的毒性物質有更高的親和力為特征的生物學活性配體，它以足夠的量存在以結合特別的毒性物質，其濃度小于等于特定臨界濃度；由此，定量提高測定材料的敏感性，以只視覺性地鑒定那些達到了被認為對人體有害的濃度水平的特別的毒性物質。
22.權利要求18的生物測定材料，其中的生色配體選自于那些與染料偶聯以產生視覺線索的配體和那些特征為能夠在針對特別類型的光照的反應中產生視覺線索的光活性化合物的配體；由此，特別的毒性物質與生色配體的結合導致色彩改變或發光性質的視覺化，這指示出所說的特別的毒性物質的存在和身份。
23.權利要求17的生物測定材料，其中的材料是食物包裝材料。
24.權利要求17的生物測定材料，含有多種生物學活性配體，所說的每一個配體對于不同的特別的毒性物質的抗原決定簇是可感受的，并有獨特的形狀；由此，當結合了一個或多個所說的不同的特別的毒性物質后，產生的視覺信號將使觀察者注意到所說的材料可感受的任何一個或所有特別的毒性物質的存在和身份。
25.權利要求17的生物測定材料，其中所述的特別的毒性物質是從特別的微生物、含有所說的特別的微生物的遺傳特征的生物物質和它們的突變體中選擇而出的一種或多種物質。
26.權利要求17的生物測定材料，其中所述的特別的毒性物質是從微生物、核酸、蛋白質、微生物的組成組分和它們的組合中選擇而出。
27.權利要求17的生物測定材料，其中所述的配體是從抗體、單鏈核酸探針、相似物、類脂、天然受體、外源凝集素、碳水化合物和蛋白質中選擇而出。
28.權利要求17的材料，其中所述的彈性聚烯烴薄膜是從聚乙烯、聚丙烯和其混和物中選擇而出。
全文摘要
本發明涉及對毒性物質檢測有用的生物測定材料,更具體地,涉及食物和其他產品的包裝材料,和它們的制造和使用方法。本發明涉及能夠用一個簡單包裝就可檢測和鑒定多種生物物質的一種獨特的復合物。生物物質鑒定系統被設計出來以整合進入現有類型的彈性包裝物質如聚烯烴薄膜,并且,把它引入現存的包裝次級結構中也只需要對現存系統或程序進行很少的改變或根本不需要改變。
文檔編號G01N33/558GK1331799SQ99814936
公開日2002年1月16日 申請日期1999年12月9日 優先權日1998年12月22日
發明者威廉·T·博登哈默 申請人:毒素警惕公司, 威廉·T·博登哈默